(57)【要約】【課題】形状精度が非常に高く且つ内部歪みの小さいプラスチック成形品を安定的に製造することのできる、プラスチック成形品の冷却方法を提供する。【解決手段】金型から取り出した後のプラスチック成形品８が所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、接触する部材の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却されるようにする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型から取り出した後のプラスチック成形品の冷却方法において、前記プラスチック成形品が所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却されることを特徴とするプラスチック成形品の冷却方法。
【請求項２】
前記所定の雰囲気温度が、前記プラスチック成形品の材料樹脂のガラス転移点温度を基準に−１００℃から０℃の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形品の冷却方法。
【請求項３】
前記プラスチック成形品が冷却される時間が１５分以上であることを特徴とする請求項１又２に記載のプラスチック成形品の冷却方法。
【請求項４】
前記所定の雰囲気温度が、輻射伝熱装置によって制御されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のプラスチック成形品の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラスチック成形品の冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えばデジタルカメラ、レーザプリンタ等の機器に組み込まれるレンズ、プリズム等の光学素子はガラスではなく高精度なプラスチック成形品を用いることが多くなっているため、そのようなプラスチック成形品をばらつきなく安定的に製造することが必要とされているが、射出成形法によって製造した場合、溶融された樹脂を金型内に射出充填し固化冷却する過程で、成形品各部が均一に冷却されないと、体積収縮量に差が生じていわゆるひけを発生してしまう。そこで、ひけの発生を抑えるために充填圧力を大きくすると、残留応力などの内部歪みが大きくなり、屈折率分布などの光学的性質に影響を与えるという問題が生じる。この問題への対処法として、金型内での樹脂充填過程において金型温度を樹脂のガラス転移点温度以上にしておき、樹脂冷却過程において樹脂の冷却速度が各部でできるだけ均一になるよう熱変形温度以下まで徐冷する方法がある。この方法によると、成形品各部で樹脂温度が均一に保たれた状態で冷却が行われるため、形状精度が良く内部歪みも小さい成形品が得られるとされている。
【０００３】
しかし、そのような方法を行っても、金型内での成形品冷却後に成形品を金型から取り出して、金型外での冷却を行う過程において、成形品表面のごく近傍の空間即ち成形品周囲の雰囲気温度が急激に変化するので、成形品の厚肉部と薄肉部では冷却速度に差が生じ、その結果、体積収縮量に差が生じるため形状精度や内部歪みを生じてしまうという問題があった。
【０００４】
この問題を解決するため、例えば、特開２００２−２８３４２６では、成形品を金型から取り出した後の樹脂冷却過程において、温度制御手段によって成形品の冷却速度を使用樹脂のガラス転移点温度を基準に−６５℃から０℃の範囲で、３℃／ｍｉｎ以下の冷却速度で徐冷し、その過程で前記温度範囲内で一定温度に１５分間以上保持する方法が提案されており、この方法によれば、成形品の厚肉部と薄肉部との冷却速度の差を小さくして均一な冷却を行うことができ、結果として、非常に形状精度が高く且つ内部均質性の高い成形品を得られるとしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２８３４２６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開２００２−２８３４２６の方法には次のような問題があった。即ち、一定温度に保持する際、上記温度範囲内であっても、雰囲気温度に変動が生じると、成形品毎に各部の冷却状態に違いが生じ、そのため、形状精度及び内部均質性にばらつきが生じてしまう。また、雰囲気温度が一定でも、成形品周囲の空気が対流している場合（例えば、成形品に風が当たっている場合）、成形品の部位によって冷却の状態が異なることとなるため、均一な冷却ができない。更に、空気の対流が大きい場合、成形品表面と、成形品周囲の空気との間の熱伝達が非常に不安定になるため、同一部位においても成形品毎に冷却状態が一定にならず、結果として成形品毎に形状精度や内部歪みにばらつきが発生してしまう。更に、冷却時に成形品が例えばベルトコンベア上に載置される際、成形品と接触するベルトコンベアの部材の熱伝導率が空気に比べて極めて大きいと、雰囲気温度が一定でも前記部材と接触している部位と接触していない部位で冷却速度に差が生じ、やはり形状精度の悪化や内部歪みが発生してしまうという問題があった。
【０００７】
このように、従来の方法においては、形状精度が良好で内部歪みの小さい成形品をばらつきなく即ち安定的に製造することはできないという大きな問題があった。
本発明は、従来技術における前記のような問題点に鑑みてなされたもので、形状精度が良好で内部歪みの小さい成形品を安定的に製造することのできる、プラスチック成形品の冷却方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。即ち、第一に、金型から取り出した後のプラスチック成形品の冷却方法において、前記プラスチック成形品が所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、接触する部材の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却されることを特徴とする。
【０００９】
第二に、前記第一の特徴を有するプラスチック成形品の冷却方法において、前記所定の雰囲気温度が、前記プラスチック成形品の材料樹脂のガラス転移点温度を基準に−１００℃から０℃の範囲内であることを特徴とする。
第三に、前記第一又は第二の特徴を有するプラスチック成形品の冷却方法において、前記プラスチック成形品が冷却される時間が１５分以上であることを特徴とする。
【００１０】
第四に、前記第一、二又は三の特徴を有するプラスチック成形品の冷却方法において、前記所定の雰囲気温度が、輻射伝熱装置によって制御されることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態について図１、２及び３を参照しながら説明する。図１は射出成形装置の金型を、図２は成形品取り出しロボットの成形品取り出し部を、図３は冷却装置を、それぞれ示す。
【００１２】
図１に示すように、射出成形装置の要素としての金型は、固定側プラテン１に固定側取付板２を介して取り付けられた固定側金型３と、可動側プラテン４に可動側取付板５を介して取り付けられた可動側金型６とからなり、固定側金型３と可動側金型６との間に、所定温度で溶融混練した樹脂を射出充填し金型内で冷却後、金型を図１に示したように開いて、スプルー７の付いたプラスチック成形品（以下、「成形品」という）８を取り出す。その後、成形品８を図２に示す成形品取り出し部１１を有した成形品取り出しロボットによって把持しながら搬送し、図３のベルトコンベア２１の上に載置して、ベルトコンベア２１に近接して設けられた冷却装置３１内を移動させながら冷却する。
【００１３】
より詳しく述べると、前記取り出しロボットの成形品取り出し部１１は、成形品８の把持装置１２をアーム１３の先端に有している。把持装置１２は、同図に示すように、成形品８のスプルー７を把持するようになっている。また、成形品取り出し部１１は、成形品８を囲むフード１４を有しており、フード１４によって成形品８の雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下に保たれている。フード１４内部には、フード１４内部の雰囲気温度を計測する温度センサ１５と、例えば赤外線を照射する輻射伝熱装置１６と、温度センサ１５から得た情報から設定温度に対しての空気温度変動幅が２℃以内になるように輻射伝熱装置１６の出力を制御する制御装置１７とが設置されている。フード１４内の雰囲気温度は、前記温度センサ１５と輻射伝熱装置１６と制御装置１７との作用によって、成形品８のガラス転移点温度を基準として−１００℃から０℃の範囲内で規定される雰囲気温度に設定され、その変動幅は、２℃以下に保たれている。
【００１４】
前記ベルトコンベア２１は熱伝導率１Ｗ／ｍ・Ｋ以下の材質でできており、載置された成形品８を１ｍ／ｓｅｃ以下の速度で移動させるようになっている。前記金型から取り出された成形品８のスプルー７は、ベルトコンベア２１上に載置される際に分離される。
【００１５】
このベルトコンベア２１に近接して冷却装置３１が設けられている。冷却装置３１は、熱伝導率１Ｗ／ｍ・Ｋ以下のアクリル製の壁面を有するハウジング３２と、ハウジング３２内部の空気温度を計測する温度センサ３３と、輻射伝熱装置３４と、温度センサ３３から得た情報から設定温度に対しての空気温度変動幅が２℃以内になるように輻射伝熱装置３４の出力を制御する制御装置３５とからなっている。冷却装置３１の内部の雰囲気温度は、温度センサ３３と輻射伝熱装置３４と制御装置３５との作用によって、成形品８のガラス転移点温度を基準として−１００℃から０℃の範囲内で規定される雰囲気温度に設定され且つその変動幅は２℃以下に保たれている。前記ハウジング３２には成形品取り出しロボットの動作に合わせて開閉する扉３６を有する開口部３７が設けられている。この開口部３７から冷却装置３１内に搬入、載置されて冷却される成形品８は、前記壁面を有するハウジング３２によって囲まれており、扉３６は成形品取り出しロボットが成形品８をベルトコンベア２１に載置するために必要な最小限の時間だけ開くので、冷却装置３１内部は、雰囲気温度の変動幅が２℃以下、相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下に保たれている。
【００１６】
また、ベルトコンベア２１の温度は、その動作を成形品取り出しロボットの動作と関連させて制御することにより、成形品８がベルトコンベア２１上に載置される時点までに、冷却装置３１の内部の雰囲気温度と一致するようにしてある。このように温度を制御されたベルトコンベア２１の上に載置した成形品８を、前記冷却装置３１内で１５分以上、図中矢印Ａで示すように、移動させながら冷却する。
【００１７】
この第一の実施の形態においてもたらされる作用効果は次の通りである。即ち、第一に、このように、規定雰囲気温度に対してその変動幅が２℃以下であることにより、成形品毎の成形品周囲の温度変化が少なくなって成形品８の表面からの放熱状態が成形品毎にほぼ均一になる。また、成形品８の冷却時の相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下であることにより、成形品８の表面と成形品８の周囲の空気との間の熱伝達が安定するため、成形品８から熱が均一に放出される。成形品８が載置されて接触するベルトコンベア２１の部材が熱伝導率１Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることにより、成形品８のベルトコンベア２１と接触する表面と接触しない表面において、前記接触する表面からベルトコンベア２１へ移動する熱量と、前記接触しない表面から成形品８の周囲の空気に移動する熱量との差が小さくなるので、成形品８がより均一に冷却される。
【００１８】
これらの作用の相乗効果によって、成形品８の各部においても成形品毎についても必要とする冷却が均一且つ確実に行われるので、成形品８の形状精度が非常に高くなると共に内部歪みも小さくなる上、成形品毎のばらつきも生じない。
第二に、成形品８が、所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、接触する物質即ちベルトコンベア２１の部材の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却される場合に、前記雰囲気温度が、樹脂のガラス転移点温度を基準に−１００℃から０℃の範囲内であることによって、金型から取り出した成形品８の温度と雰囲気温度との差が小さくなるため、成形品８の冷却速度が均一になり、従って、成形品８は非常に形状精度が高く、且つ内部歪みも小さくなる。
【００１９】
第三に、成形品８が、所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却される場合に、又は、そのような場合に前記雰囲気温度が、樹脂のガラス転移点温度を基準に−１００℃から０℃の範囲内であるという条件が加わった場合に、成形品８の冷却時間を１５分以上とすることにより、成形品８の内部の温度が雰囲気温度にほぼ等しくなって、成形品８内部の温度差が小さくなるので、成形品８の各部で冷却速度の差が小さくなり、その結果、成形品８は、形状精度がより高くなり且つ内部歪みもより小さくなり、成形品毎の品質のばらつきも生じない。
【００２０】
第四に、成形品８が、所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却される場合、又は、成形品８が、所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却される場合に加えて前記雰囲気温度が樹脂のガラス転移点温度を基準に−１００℃から０℃の範囲内である場合、又は、成形品８が、所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、（冷却装置内で前記成形品と）接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却される場合に前記雰囲気温度が、樹脂のガラス転移点温度を基準に−１００℃から０℃の範囲内であり且つ冷却時間を１５分以上とした場合、のいずれかの場合に、輻射伝熱装置によって前述の雰囲気温度を制御するようにしたことによって、雰囲気中の空気の対流が抑えられて、成形品８の周囲で空気の対流がより発生しにくくなり、成形品８の表面と成形品８の周囲の空気との間の熱伝達が安定し、そのため、成形品８の表面から熱が均一に放出され、結果として成形品８が均一に冷却されるので、成形品８は、形状精度がより一層高くなり且つ内部歪みもより小さくなり、成形品毎の品質のばらつきも生じない。
【００２１】
本発明の第二の実施の形態について図４、図５を参照しながら説明する。図４は射出成形装置の金型等を、図５は冷却装置を、それぞれ示す。
固定側プラテン４１に、固定側取付板４２を介して取り付けられた固定側金型４３と、可動側プラテン４４に、可動側取付板４５を介して取り付けられた可動側金型４６との間に、所定温度で溶融混練した樹脂を射出充填し、金型内で冷却後金型を開き、スプルー４７の付いた成形品４８を得る。その後、成形品４８を図示省略した取り出しロボットにより１ｍ／ｓｅｃ以下の速度で搬送し、金型下方のごく近い位置に設置してあるベルトコンベア６１の上に設置する。その後、成形品４８にカバー６２をかぶせ、成形品４８をベルトコンベア６１で、図中矢印Ｂで示すように、移動させながら１５分以上冷却する。
【００２２】
前記金型部分の周囲にはパーティション５１が設置され、その内部には、雰囲気温度を計測する温度センサ５２と、輻射伝熱装置５３と、温度センサ５２から得た情報に基づいて設定温度に対しての空気温度の変動幅が２℃以内になるように輻射伝熱装置５３の出力を制御する制御装置５４とが設置されている。
【００２３】
前記ベルトコンベア６１の上方に設けられた天井６３にはベルトコンベア６１上の雰囲気温度を計測する温度センサ６４と、輻射伝熱装置６５と、温度センサ６４から得た情報に基づいて設定温度に対しての雰囲気温度の変動幅が２℃以内になるように輻射伝熱装置６５への出力を制御する制御装置６６とが設置されている。
【００２４】
成形品４８の雰囲気温度は、パーティション５１内においては前記温度センサ５２と輻射伝熱装置５３と制御装置５４との作用によって、また、ベルトコンベア６１上においては温度センサ６４と輻射伝熱装置６５と制御装置６６との作用によって、それぞれ、成形品４８のガラス転移点温度を基準として−１００℃から０℃の範囲内で規定される温度に設定され、その変動幅は、２℃以下に保たれている。ベルトコンベア６１は熱伝導率１Ｗ／ｍ・Ｋ以下の材質でできており、輻射伝熱装置６７によって加熱される。これにより、ベルトコンベア６１の温度は、成形品４８がベルトコンベア６１上に載置される時点までに、前記雰囲気温度と一致している。
【００２５】
この第２の実施の形態においてもたらされる作用効果は次の通りである。即ち第一に、前述のように、規定された雰囲気温度に対して、その変動幅が２℃以下であることにより、成形品毎の成形品４８の周囲の温度変化が少なくなり、成形品４８の表面からの放熱状態が成形品毎にほぼ均一になり、また、成形品４８を金型から取り出し後、１ｍ／ｓｅｃ以下の速度で冷却装置としてのベルトコンベア６１上に搬送し、その後成形品４８にカバー６２をかぶせることにより、相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下になるので、成形品４８の表面と成形品４８の周囲の空気との間の熱伝達が安定し、成形品４８の表面から熱が均一に放出され、成形品４８が均一に冷却される。成形品４８の冷却状態は、前述のようにカバー６２をかぶせることにより、雰囲気中の空気の対流している環境でも対流の影響を受けない。そして、ベルトコンベア６１の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることにより、成形品４８の表面の各部において、成形品４８からベルトコンベア６１へ移動する熱量と、成形品４８から成形品４８の周囲の空気に移動する熱量との差が小さくなるので、成形品４８がより均一に冷却される。
【００２６】
これらの作用の相乗効果によって、成形品４８の各部においても成形品毎についても必要とする冷却が均一且つ確実に行われるので、成形品４８は、その形状精度が非常に高くなると共に内部歪みも小さくなる上、成形品毎のばらつきも生じない。
【００２７】
第二に、成形品４８が、所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却される場合に、前記雰囲気温度が、樹脂のガラス転移点温度を基準に−１００℃から０℃の範囲内であることによって、金型から取り出した成形品４８の温度と雰囲気温度との差が小さくなるため、成形品４８の冷却速度が均一になり、従って、成形品４８は、非常に形状精度が高く、且つ内部歪みも小さくなる。
【００２８】
第三に、成形品４８が、所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却される場合に、又は、そのような場合に前記雰囲気温度が、樹脂のガラス転移点温度を基準に−１００℃から０℃の範囲内であるという条件が加わった場合に、成形品４８の冷却時間を１５分以上とすることにより、成形品４８の内部の温度が雰囲気温度にほぼ等しくなって、成形品４８の内部の温度差が小さくなるので、成形品４８の各部で冷却速度の差が小さくなり、その結果、成形品４８は形状精度がより高く、且つ内部歪みがより小さくなり、成形品毎のばらつきも生じない。
【００２９】
第四に、成形品４８が、所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却される場合、又は、成形品４８が、所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却される場合に加えて前記雰囲気温度が、樹脂のガラス転移点温度を基準に−１００℃から０℃の範囲内である場合、又は、成形品４８が、所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、（冷却装置内で前記成形品と）接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却される場合に前記雰囲気温度が、樹脂のガラス転移点温度を基準に−１００℃から０℃の範囲内であり且つ冷却時間を１５分以上とした場合、のいずれかの場合に、輻射伝熱装置によって前述の雰囲気温度を制御するようにしたことによって、雰囲気中の空気の対流が抑えられて、成形品４８の周囲で空気の対流がより発生しにくくなり、成形品４８の表面と成形品４８の周囲の空気との間の熱伝達が安定し、そのため、成形品４８の表面から熱が均一に放出され、結果として成形品４８が均一に冷却されるので、成形品４８は、その形状精度がより一層高く、且つ内部歪みがより小さくなり、しかも、成形品毎のばらつきを生じない。
【００３０】
本発明の第三の実施の形態について図１、図２及び図６を参照しながら説明する。図１及び図２はそれぞれ前述した第一の実施の形態における金型及び成形品取り出し部を示しており、図６は第三の実施の形態における冷却装置を示す。
第三の実施の形態において、成形品の金型における成形過程及び成形品の搬送過程は第一の実施の形態における場合と同様であるので、必要部分以外説明を省略する。符号７１を付した成形品は、前述の図１に示す金型より取り出した後、前述の図２に示す成形品取り出し部１１を有した取り出しロボットにより搬送し、恒温槽７２の内部に設置してあるパレット７３に順次収納する。恒温槽７２に最後に成形品７１を所定数収納してから１５分以上放置し、その後、恒温槽７２内に収納された成形品７１を全部同時に徐冷する。
【００３１】
恒温槽７２内部の雰囲気温度は、成形品７１のガラス転移点温度を基準として−１００℃から０℃の範囲内で規定される温度で、その変動幅は、２℃以下に保たれている。また、恒温槽７２内は密閉されており、前記第一の実施の形態及び第二の実施の形態において述べたような温度センサ及び制御装置（いずれも図示省略）が設けられており、前記制御装置によって制御された輻射伝熱装置７４によって内部の雰囲気温度が制御されているので、成形品７１周囲の空気が対流しにくく、相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下に保たれている。パレット７３は熱伝導率１Ｗ／ｍ・Ｋ以下のセラミックでできており、恒温槽７２の内部の雰囲気温度と一致している。
【００３２】
この第３の実施の形態においてもたらされる作用効果は次の通りである。即ち、第一に、規定された雰囲気温度に対して、該雰囲気温度の変動幅が２℃以下であることにより、成形品毎の成形品周囲の温度変化が少なくなって成形品７１の表面からの放熱状態が成形品毎にほぼ均一になる。成形品７１を金型から恒温槽７２へ搬送する間の相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下であることにより、成形品７１の表面と成形品７１の周囲の空気との間の熱伝達が安定するため、成形品７１から熱が均一に放出され、成形品７１が均一に冷却される。恒温槽７２内は密閉されており、輻射伝熱装置７４によって内部の雰囲気温度が制御されているので、成形品７１周囲の空気が対流しにくく、且つ、相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下に保たれているので、成形品７１の表面と成形品７１周囲の空気との間の熱伝達が安定し、成形品７１の表面から熱が均一に放出され、成形品７１が均一に冷却される。パレット７３は熱伝導率１Ｗ／ｍ・Ｋ以下のセラミックでできており、恒温槽７２の内部の雰囲気温度と一致していることにより、成形品７１の表面の各部において、成形品７１からパレット７３へ移動する熱量と、成形品７１から成形品７１の周囲の空気に移動する熱量との差が小さくなるので、成形品７１がより均一に冷却される。
【００３３】
これらの作用の相乗効果によって、成形品７１の各部においても成形品毎についても必要とする冷却が均一且つ確実に行われるので、成形品７１は、その形状精度が非常に高くなると共に内部歪みも小さくなる上、成形品毎のばらつきも生じない。
【００３４】
第二に、成形品７１が、所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却される場合に、成形品取り出し部１１におけるフード１４（図２）内部の雰囲気温度と恒温槽７２の内部の雰囲気温度とが、樹脂のガラス転移点温度を基準に−１００℃から０℃の範囲内で規定された温度であることにより、金型から取り出した成形品７１の温度と雰囲気温度との差が小さくなるため、成形品７１の冷却速度が均一になり、従って、成形品７１は、非常に形状精度が高く、且つ内部歪みが小さくなり、成形品毎のばらつきも生じない。
【００３５】
第三に、成形品７１が、所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却される場合に、又は、そのような場合に前記雰囲気温度が、樹脂のガラス転移点温度を基準に−１００℃から０℃の範囲内であるという条件が加わった場合に、恒温槽７２に最後に成形品７１を収納してから１５分以上放置することにより、成形品７１の内部の温度が雰囲気温度にほぼ等しくなって、成形品７１の内部の温度差が小さくなるので、成形品７１の各部で冷却速度の差が小さくなり、且つ、前記１５分以上の放置後、恒温槽７２内に収納された全成形品７１を同時に徐冷することにより、恒温槽７２内に収納された全成形品７１が同一の雰囲気温度で徐冷されるため、その結果、形状精度がより高く、且つより小さい内部歪みの成形品をばらつきなく得ることができる。
【００３６】
第四に、成形品７１が、所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却される場合、又は、成形品７１が、所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却される場合に加えて前記雰囲気温度が、樹脂のガラス転移点を基準に−１００℃から０℃の範囲内である場合、又は、成形品７１が、所定の雰囲気温度の変動幅が２℃以下、雰囲気との相対速度が１ｍ／ｓｅｃ以下、接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、の雰囲気で冷却される場合に前記雰囲気温度が、樹脂のガラス転移点温度を基準に−１００℃から０℃の範囲内であり且つ冷却時間を１５分以上とした場合、のいずれかの場合に、輻射伝熱装置７４によって雰囲気温度を制御することにより、雰囲気中の空気の対流が抑えられるので、成形品７１の周囲で空気の対流がより発生しにくくなり、成形品７１の表面と成形品７１の周囲の空気との間の熱伝達が安定し、そのため、成形品７１の表面から熱が均一に放出され、結果として成形品７１が均一に冷却されるので、成形品７１は、形状精度がより一層高く、且つ内部歪みがより小さくなり、しかも、成形品毎にばらつきが生じない。
【００３７】
なお、前述した本発明の実施の形態のすべてに関連して実験を行ったところ、次の点を確認することができた。即ち、成形品冷却時の雰囲気温度が、使用する樹脂のガラス転移点温度を基準としてこれを大きく離れた低い温度であると、金型から取り出した成形品の温度との差が大きいため、成形品の冷却速度が均一でなくなってしまうので不可である。実験の結果、−１００℃までは品質的に十分満足することのできる成形品が得られることが確認できた。雰囲気温度の変動幅が、２℃より大きいと、成形品の冷却状態が変化するので、成形品毎の形状精度と内部歪みにばらつきが生じるため不可である。相対速度が１ｍ／ｓｅｃを超えると、成形品の表面と、成形品の周囲の空気との間の熱伝達が非常に不安定になるため冷却状態が一定にならず、結果として成形品毎に形状精度や内部歪みのばらつきが発生してしまうので不可である。接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋを超えると、温度が一定でも接触している部位としていない部位で冷却速度に差が生じ、形状精度の低下や内部歪みが発生してしまうため不可である。装置内での冷却時間が１５分より短いと成形品の内部まで冷却されておらず厚肉部と薄肉部で冷却速度に差が生じ、形状精度の低下や内部歪みが発生してしまうため不可である。  また、実験の結果、本発明を構成する要件について次の点を確認することができた。即ち、請求項に記載し且つ以上説明したように、雰囲気温度の変動幅を２℃以下、相対速度を１ｍ／ｓｅｃ以下、接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下、規定される雰囲気温度を樹脂のガラス転移点を基準に−１００℃から０℃の範囲内、であるとしたが、前記変動幅は、好ましくは、１．５℃以下、より好ましくは、１℃以下であること、特に、０．５℃以下であることが好ましく、前記相対速度は、好ましくは、０．５ｍ／ｓｅｃ以下、より好ましくは、０．３ｍ／ｓｅｃ以下であること、特に、０．１ｍ／ｓｅｃ以下であることが好ましく、前記熱伝導率は、好ましくは、０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以下、より好ましくは、０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であること、特に、０．０１Ｗ／ｍ・Ｋ以上０．０３Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。また、規定される雰囲気温度は樹脂のガラス転移点を基準に、好ましくは、−８０℃から０℃の範囲内であるが、より好ましくは、−６０℃から０℃の範囲内である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係るプラスチック成形品の冷却方法によれば、次のような効果が得られる。即ち、請求項１に記載したように、規定された雰囲気温度に対して、該雰囲気温度の変動幅が２℃以下、成形品の冷却時の相対速度１ｍ／ｓｅｃ以下、成形品が接触する物質の熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることにより、非常に形状精度の高く且つ内部歪みの小さい成形品を安定的に製造することができる。
【００３９】
請求項２に記載したように、請求項１に記載の特徴に加えて、成形品冷却時に規定する成形品冷却時の雰囲気温度が、樹脂のガラス転移点を基準に−１００℃０℃の範囲内であることにより、非常に形状精度が高く、且つ内部歪みの小さい成形品を安定的に製造することができる。
【００４０】
請求項３に記載したように、請求項１又は２に記載の特徴に加えて、冷却時間が１５分以上であることにより、形状精度がより高く、且つより小さい内部歪みの成形品を安定的に製造することができる。
請求項４に記載したように、請求項１ないし３のいずれかに記載の特徴に加えて、輻射伝熱装置によって雰囲気温度を制御することにより、形状精度がより一層高く、且つより小さい内部歪みの成形品を安定的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１、第３の実施の形態における射出成形装置の金型を概念的に示す図である。
【図２】本発明の第１、第３の実施の形態における成形品取り出しロボットの成形品取り出し部を概念的に示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における冷却装置を概念的に示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における射出成形装置の金型等を概念的に示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における冷却装置を概念的に示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態における冷却装置を概念的に示す図である。
【符号の説明】
３，４３  固定側金型
６，４６  可動側金型
８，４８，７１  成形品
１４  フード
１５，３３，５２，６４  温度センサ
１６，３４，５３，６５，６７，７４  輻射伝熱装置
１７，３５，５４，６６  制御装置
２１，６１  ベルトコンベア
３１  冷却装置
３２  ハウジング
３６  扉
３７  開口部
５１  パーティション
６２  カバー
７２  恒温槽
７３  パレット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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